(57)【要約】【課題】  面倒な加工等を必要とする事なく、入力側ディスクの回転速度を正確に検出できる構造を実現する。【解決手段】  上記入力側ディスクと回転軸とを、遊星歯車式変速機を構成する第一キャリア２０ａを介して結合する。そして、この第一キャリア２０ａを構成する第一連結板３４の外周面に、回転速度を検出する為の被検出部４３を設置する。この被検出部４３は、凹部４０、４０と凸部４１、４１とを円周方向に亙って交互に設けた凹凸部４２としている。この様な凹凸部４２を、硬度の高い上記入力側ディスクに直接設ける必要がなくなり、加工を容易に行なえる。又、上記第一キャリア２０ａは、上記入力側ディスクと同期して回転する為、回転速度も正確に検出できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが断面円弧形である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された第一、第二各ディスクと、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた複数の支持部材と、これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記第一、第二各ディスクの内側面に転がり接触させた複数のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、上記第一ディスクの回転を検出する為の被検出部を、この第一ディスク以外の部材で、この第一ディスクと同期して回転する部材に設置した事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
第一ディスクが、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、ケーシング内に回転自在に支持された回転軸のうちで軸方向に離隔した２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持された１対の外側ディスクであり、第二ディスクが、上記回転軸の中間部周囲に、それぞれが断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持された内側ディスクであり、各支持部材が、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けらており、各パワーローラが、上記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに転がり接触させており、上記各外側ディスクの回転を検出する為の被検出部を、これら各外側ディスク以外の部材で、これら各外側ディスクと同期して回転する部材に設置した、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
差動ユニットである遊星歯車式変速機を構成するキャリアが、第一ディスクと同期した回転を自在に設けられており、このキャリアに被検出部を設置した、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
圧油の送り込みに伴って第一ディスクを第二ディスクに向けて押圧する、油圧式の押圧装置を備え、この押圧装置を構成するシリンダが上記第一ディスクと同期した回転を自在に設けられており、このシリンダに被検出部を設置した、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
第一ディスクと同期して回転する部材が、エンジンからの動力をこの第一ディスクに入力する為の入力軸、又は、この入力軸に設けた駆動歯車により回転駆動される被駆動部材であり、被検出部を、上記駆動歯車の凹凸、又は、上記被駆動部材に設けられてこの駆動歯車と噛合する被駆動歯車の凹凸とした、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項６】
トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットとを備え、このうちの差動ユニットは、上記トロイダル型無段変速機を構成する第一ディスクと共に入力軸により回転駆動される第一の入力部と、同じく第二ディスクに接続される第二の入力部とを有し、これら第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して出力軸に伝達するものである無段変速装置に於いて、上記トロイダル型無段変速機が、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機である事を特徴とする無段変速装置。
【請求項７】
トロイダル型無段変速機と差動ユニットとをクラッチ装置を介して接続すると共に、このクラッチ装置の断接に基づき動力の伝達状態を切り換え自在とした、請求項６に記載した無段変速装置。
【請求項８】
トロイダル型無段変速機の変速比を調節して差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在とした、請求項６〜７のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係るトロイダル型無段変速機及び無段変速装置は、自動車用の自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用変速機を構成する変速機の一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で実施されている。又、トロイダル型無段変速機と歯車式の差動ユニットである遊星歯車式変速機とを組み合わせた無段変速装置も、特許文献１等に記載され、従来から各種知られている。図６〜７は、この特許文献１に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機１と、第一〜第三各遊星歯車式変速機２〜４とを組み合わせて成り、互いに同心に、且つ、相対回転自在に支持された、入力軸５と、回転軸６と、伝達軸７と、出力軸８とを有する。
【０００３】
このうちのトロイダル型無段変速機１は、それぞれが第一ディスクであり外側ディスクである、１対の入力側ディスク９ａ、９ｂと、第二ディスクであり内側ディスクである、一体型の出力側ディスク１０と、複数のパワーローラ１１、１１とを備える。これら両入力側ディスク９ａ、９ｂは、それぞれが断面円弧形である軸方向片側面同士を互いに対向させた状態で、上記回転軸６のうちで軸方向に離隔した２個所位置に、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として支持している。又、上記出力側ディスク１０は、上記回転軸６の中間部周囲で上記両入力側ディスク９ａ、９ｂ同士の間位置に、断面円弧形である軸方向両側面をこれら両入力側ディスク９ａ、９ｂの軸方向片側面に対向させた状態で、これら両入力側ディスク９ａ、９ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク９ａ、９ｂに対する相対回転を自在として支持している。更に、上記各パワーローラ１１、１１は、上記出力側ディスク１０の軸方向両側面と上記両入力側ディスク９ａ、９ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ挟持して、これら両入力側ディスク９ａ、９ｂから上記出力側ディスク１０への動力の伝達を自在としている。
【０００４】
又、上記各パワーローラ１１、１１は、それぞれ特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン１２、１２の内側面に回転自在に支持されており、これら各トラニオン１２、１２の両端部に設けられた枢軸１３、１３は、支持板１４ａ、１４ｂに、揺動及び軸方向の変位自在に支持されている。更に、これら両支持板１４ａ、１４ｂは、ケーシング１５内に固定された支持ポスト１６ａ、１６ｂに支持されている。又、これら各支持ポスト１６ａ、１６ｂに上記出力側ディスク１０の軸方向両端部を、１対のスラストアンギュラ型の玉軸受１７、１７により回転自在に支持している。又、上記出力側ディスク１０に中空回転軸１８の基端部（図６の左端部）をスプライン係合させると共に、この中空回転軸１８を、エンジンから遠い側（図６の右側）の入力側ディスク９ｂの内側に挿通して、上記出力側ディスク１０の回転力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸１８の先端部（図６の右端部）で上記入力側ディスク９ｂの外側面から突出した部分に、前記第一遊星歯車式変速機２を構成する為の、第一太陽歯車１９を固設している。
【０００５】
一方、上記回転軸６の先端部（図６の右端部）で上記中空回転軸１８から突出した部分と上記入力側ディスク９ｂとの間に、特許請求の範囲に記載したキャリアに相当する第一キャリア２０を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク９ｂと上記回転軸６とが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一キャリア２０の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４個所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である前記第一、第二遊星歯車式変速機２、３を構成する為の遊星歯車２１〜２３を、回転自在に支持している。更に、上記第一キャリア２０の片半部（図６の右半部）周囲に第一リング歯車２４を回転自在に支持すると共に、前記伝達軸７の基端部（図６の左端部）に、上記第二遊星歯車式変速機３を構成する為の第二太陽歯車２５を固設している。
【０００６】
又、前記第三遊星歯車式変速機４を構成する為の第二キャリア２６を、前記出力軸８の基端部（図６の左端部）に結合固定している。そして、この第二キャリア２６と上記第一リング歯車２４とを、低速用クラッチ２７を介して結合している。又、上記伝達軸７の先端寄り（図６の右端寄り）部分に固設した第三太陽歯車２８の周囲に、第二リング歯車２９を配置している。そして、この第二リング歯車２９と前記ケーシング１５等の固定の部分との間に、高速用クラッチ３０を設けている。更に、この第二リング歯車２９と上記第三太陽歯車２８との間に配置した複数組の遊星歯車３１、３２を、上記第二キャリア２６に回転自在に支持している。
【０００７】
上述の様に構成する無段変速装置の場合、入力軸５から回転軸６、１対の入力側ディスク９ａ、９ｂ、各パワーローラ１１、１１を介して一体型の出力側ディスク１０に伝わった動力は、前記中空回転軸１８を通じて取り出される。そして、上記低速用クラッチ２７を接続し、上記高速用クラッチ３０の接続を断った低速モード時には、前記トロイダル型無段変速機１の変速比を変える事により、上記入力軸５の回転速度を一定にしたまま、前記出力軸８の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。即ち、この状態では、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を所定値（GNポイント）にする事で、上記出力軸８を停止させられる他、このトロイダル型無段変速機１の変速比を上記所定値から増速側又は減速側に変化させる事により上記出力軸８を、車両を後退又は前進させる方向に回転させられる。更に、上記低速用クラッチ２７の接続を断ち、上記高速用クラッチ３０を接続した高速モード時には、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を増速側に変化させる事で、上記出力軸８を車両を前進させる方向に回転させられる。
【０００８】
上述の様に、遊星歯車式変速機２、３、４と組み合わせて無段変速装置を構成する場合も含めて、トロイダル型無段変速機１を実施する場合に、所望の変速比を実現できているかを変速比制御の為の制御器にフィードバックする必要がある。この為に、例えばパワーローラ１１、１１の傾転角をポテンショメータにより検出し、この傾転角（に対応する変速比）に応じて変速比制御を行なう事が考えられる。但し、実際の車両に搭載されるトロイダル型無段変速機１で上記ポテンショメータを使用する事は、コストの増大を招くだけでなく、信頼性を確保しにくくなる可能性もあり、好ましくない。この為、上記変速比を、入力側ディスク９ａ、９ｂの回転速度と出力側ディスク１０の回転速度との比から算出する事が行なわれている。
【０００９】
例えば特許文献２には、入力側ディスクの回転速度を検出する為の構造として、この入力側ディスクの外周縁部に、回転速度検出の為の凹凸部を、この入力側ディスクと一体に形成する発明が記載されている。但し、この様な特許文献２に記載された構造の場合、硬度の高い入力側ディスクの外周縁部に凹凸部を形成する為、この凹凸部の加工が面倒になる可能性がある。尚、回転速度検出の為の凹凸部を円環状の部材（環状部材）の外周面に形成すると共に、この環状部材を上記入力側ディスクの外周面に締り嵌めで外嵌固定し、これら入力側ディスクと環状部材とを一体に結合する事も考えられる。この様に構成すれば、入力側ディスクの様な硬度の高い部材に凹凸部を形成する必要がなくなる為、この凹凸部の加工が容易になる。但し、この場合には、上記環状部材を上記入力側ディスクの外周面に圧入嵌合する際に、この入力側ディスクの内側面（パワーローラの周面と転がり接触してこのパワーローラと動力の伝達を行なうトラクション面）に擦り傷等の損傷を生じ易くなり、形状精度、寸法精度、表面粗さ等を高度に維持できなくなる可能性がある。又、この様な損傷を防止しつつ行なう上記圧入作業は、面倒で熟練を要する等、製造コストの増大に繋がる可能性がある。
【００１０】
一方、特許文献３〜４には、ローディングカム式の押圧装置のカム板やカムローラを保持する保持器の外周面に、回転速度を検出する為の被検出部を設け、これらカム板や保持器の回転速度を、上記入力側ディスクの回転速度として検出する発明が記載されている。この様な発明の場合も、上記入力側ディスクに凹凸を形成する必要がない分、加工の容易化を図れる。但し、上述の様なローディングカム式の押圧装置の場合は、押圧力の変化（伝達動力の変化）に伴い、カムローラの噛み合い位置が変化し、この噛み合い位置の変化に基づき、上記カム板やカムローラが上記入力側ディスクに対し相対回転する。この為、この相対回転に基づき、上記入力側ディスクの実際の回転速度と、この入力側ディスクの回転速度として検出する、上記カム板や保持器の回転速度との間に、僅かとは言えずれを生じる。
【００１１】
上記特許文献４には、この様なずれを演算器でキャンセルする事が記載されている。但し、上記カム板や保持器と上記入力側ディスクとが相対回転し始めた直後や、この相対回転が急激な場合に、上記入力側ディスクの実際の回転速度と、この入力側ディスクの回転速度として検出する上記カム板や保持器の回転速度とを、完全に一致させる事はできない。この為、例えばエンジンブレーキ等に基づき上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクが反転したり、或いはこのトルクが急変動した場合等に、上記入力側ディスクの回転速度、延いてはこの回転速度に基づき算出される変速比が、実際の回転速度或いは変速比とずれる事が避けられない。そして、この様に変速比がずれた場合には、上記トロイダル型無段変速機の変速比制御を厳密に行なえなくなり、車両が過度に加減速する等、乗員に違和感を与える可能性がある。この様な不都合は、無段変速装置を上記トロイダル型無段変速機単体で構成する場合は勿論、トロイダル型無段変速機と差動ユニットである遊星歯車式変速機とを組み合わせて構成する場合にも生じる。
【００１２】
しかも、前述の図６〜７に示した様な無段変速装置の場合は、入力軸５を一方向に回転させた状態のまま出力軸８を停止させる状態（ギヤードニュートラル状態）で、トロイダル型無段変速機１の変速比を所定値（GNポイント）に厳密に規制する必要がある。又、これと共に、低速モードから高速モード、或いは逆に高速モードから低速モードに、モード切り換えを行なう際にも、同じく変速比を所定値（モード切り換えポイント）に厳密に規制する必要がある。ところが、上述の様に実際の回転速度や変速比と、検出乃至算出される回転速度や変速比とがずれると、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を厳密に規制できなくなる。そして、上記ずれが著しい場合には、ギャードニュートラル状態でエンジンが停止（エンスト）したり、モード切り換え時に切り換えショックが大きくなる等、好ましくない。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２１１７４４号公報
【特許文献２】特開２００２−４８２０５号公報
【特許文献３】特開平１１−６３１３７号公報
【特許文献４】特開２０００−５５１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、面倒な加工や組み付け作業等を必要とする事なく、第一ディスク（外側ディスク）の回転速度を正確に検出できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置のうち、請求項１に記載したトロイダル型無段変速装置は、従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、第一、第二各ディスクと、複数の支持部材と、複数のパワーローラとを備える。
このうちの第一、第二各ディスクは、それぞれが断面円弧形である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、上記第一、第二各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記第一、第二各ディスクの内側面に転がり接触させている。
特に、請求項１に記載した本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記第一ディスクの回転を検出する為の被検出部を、この第一ディスク以外の部材で、この第一ディスクと同期して回転する部材に設置している。
【００１６】
又、本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置のうち、請求項２に記載したトロイダル型無段変速装置は、前述の図６〜７に示す様な従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、回転軸と、それぞれが第一ディスクである１対の外側ディスクと、第二ディスクである内側ディスクと、複数の支持部材と、複数のパワーローラとを備える。
このうちの回転軸は、ケーシング内に回転自在に支持されている。
又、上記両外側ディスクは、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、上記回転軸のうちで軸方向に離隔した２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持されている。
又、上記内側ディスクは、上記回転軸の中間部周囲に、それぞれが断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、軸方向に関して上記内側ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
更に、上記各パワーローラは、上記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに転がり接触させている。
特に、請求項２に記載した本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記各外側ディスクの回転を検出する為の被検出部を、これら各外側ディスク以外の部材で、これら各外側ディスクと同期して回転する部材に設置している。
【００１７】
又、請求項６に記載した本発明の無段変速装置は、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニット（例えば遊星歯車式変速機）とを備える。  このうちの差動ユニットは、上記トロイダル型無段変速機を構成する第一ディスク（１対の外側ディスク）と共に入力軸により回転駆動される第一の入力部（例えばキャリア）と、同じく第二ディスク（内側ディスク）に接続される第二の入力部（例えば太陽歯車）とを有し、これら第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して出力軸に伝達するものである。
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記トロイダル型無段変速機を、上述の様なトロイダル型無段変速機としている。
【発明の効果】
【００１８】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置によれば、面倒な加工や組み付け作業等を必要とする事なく、第一ディスク（各外側ディスク）の回転速度を正確に検出できる。
即ち、この第一ディスク（これら各外側ディスク）の回転を検出する為の被検出部を、この第一ディスク（これら各外側ディスク）と同期して回転する部材に設置する為、例えばローディングカム式の押圧装置を構成するカム板やカムローラ保持器等の、上記第一ディスク（各外側ディスク）と相対回転する部材に被検出部を設けた場合と異なり、検出される回転速度が実際の回転速度とずれる事がない。この為、上記第一ディスク（各外側ディスク）の回転速度、延いては、この回転速度から算出する変速比を常に正確に求める事ができ、トロイダル型無段変速機の変速比制御を厳密に行なえる。しかも、上記被検出部を、上記第一ディスク以外の部材（上記各外側ディスク以外の部材）に設置する為、例えば上記第一ディスク（外側ディスク）の外周面に回転検出の為の凹凸部を直接形成する場合や、凹凸部等を設けた環状部材をこの第一ディスク（外側ディスク）の外周面に外嵌固定する場合の様な、面倒な加工や組み付け作業を必要とする事もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
請求項１、２に記載した本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、差動ユニットである遊星歯車式変速機を構成するキャリアを、第一ディスクと同期した回転を自在に設ける（より具体的には、第一ディスクである1 対の外側ディスクのうちの一方の外側ディスクと回転軸とを、差動ユニットである遊星歯車式変速機を構成するキャリアを介して結合する）。そして、このキャリア（の外周面でリング歯車と径方向に重畳しない部分）に被検出部を設置する。この場合に、この被検出部は、例えば凹部と凸部とを円周方向に亙って交互に設けた凹凸部とする事により、永久磁石のＮ極とＳ極とを円周方向に交互に配置する事により、或いは、スリット状の透孔を円周方向に関して等間隔で形成する事により、磁気特性を円周方向に亙って交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダとする事ができる。又、例えば上記被検出部を凹凸部とする場合は、この凹凸部を上記キャリアの外周面に直接形成する他、円環状の部材（環状部材）の外周面に上記凹凸部を形成し、この様な環状部材を上記キャリアの外周面に締り嵌めや接着、溶接等により外嵌固定する事もできる。
【００２０】
この様に構成すれば、回転検出の為の凹凸部を上記第一ディスク（外側ディスク）に直接形成したり、この様な凹凸部を設けた環状部材をこの第一ディスクに外嵌固定する場合の様な、面倒な加工や組み付け作業を必要としない。即ち、上記第一ディスクと同期して回転する部材である上記キャリアは、この第一ディスクの様に各パワーローラと転がり接触して動力を伝達するものではない。この為、上記キャリアの硬度を上記第一ディスク程確保する必要はない。従って、上記キャリアの外周面に回転検出の為の凹凸部を形成する場合は、この凹凸部の形成を容易に行なえる。又、上記環状部材やエンコーダ等を上記キャリアの外周面に外嵌固定する場合は、これら環状部材等を上記第一ディスクに圧入嵌合する場合とは異なり、トラクション面の保護を講じる必要はない。この為、これら環状部材やエンコーダとキャリアとの組み付けも容易に行なえる。
【００２１】
尚、上記キャリアの外周面に直接凹凸部を設ける場合、この凹凸部を、回転検出の為の凹凸としてだけでなく、上記第一ディスクとキャリアとで回転力の伝達をする為の凹凸としても使用できる。即ち、上記第一ディスクの側面に、円周方向等間隔に離隔した状態で複数個（例えば４個）の係合凸部を設け、これら各係合凸部を上記キャリアに設けた凹凸部を構成する複数個（係合凸部の数倍で、例えば１６個）の凹部の一部に凹凸係合させる。そして、この様な凹凸係合により、これら第一ディスクとキャリアとで回転力を伝達可能に結合すると共に、上記キャリアの凹凸部で回転検出を行なう。この様な場合には、上記第一ディスクとキャリアとの係合部と、この第一ディスクの回転を検出する為の被検出部とを別々に造る必要がなくなる為、更なる加工作業の簡略化、製造コストの低減を図れる。
【００２２】
又、前述の請求項１、２に記載した本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、圧油の送り込みに伴って第一ディスク（各外側ディスク）を第二ディスク（内側ディスク）に向けて押圧する、油圧式の押圧装置を備える。そして、この押圧装置を構成するシリンダを、上記第一ディスクと同期した回転を自在に設けると共に、このシリンダに被検出部を設置する。この場合に、この被検出部は、上述した請求項３に記載した構造と同様に、凹凸部等を採用できる。勿論、この様な凹凸部等を設けた環状部材を上記シリンダに外嵌固定する事もできる。
【００２３】
この様に構成した場合も、上述の請求項３に記載した構造と同様に、面倒な加工や組み付け作業を必要とする事なく、第一ディスク（外側ディスク）の回転速度を正確に検出できる。しかも、上記押圧装置を構成する上記シリンダは、油圧室を構成する為に軸方向寸法が或る程度大きくなる。この為、この様に軸方向寸法が大きくなる分、上記被検出部の設置位置の自由度を高くできる。又、上記凹凸部等を設けた環状部材を上記シリンダの外周面に外嵌固定する場合には、この環状部材により上記押圧装置の油漏れを防止できる。即ち、上記押圧装置の油圧室の油圧が上昇した場合に、この油圧に基づき上記シリンダの開口縁が拡径する傾向となっても、上記シリンダに外嵌固定した上記環状部材がこの拡径を抑える。この為、この様な拡径に基づくシリンダの内周面とピストン（第一ディスクも含む）の外周面との摺接部での油漏れを防止でき、この油漏れに基づく上記押圧装置の押圧力の低下を防止できる。この結果、転がり接触部（トラクション部）で滑りが生じる事を防止できる他、上記押圧装置に圧油を導入する為のポンプの小型化を図れ、伝達効率の低下も防止できる。
【００２４】
又、前述の請求項１、２に記載した本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、第一ディスク（各外側ディスク）と同期して回転する部材を、エンジンからの動力をこの第一ディスクに入力する為の入力軸、又は、この入力軸に設けた駆動歯車により回転駆動される被駆動部材とする。そして、被検出部を、上記駆動歯車の凹凸、又は、上記被駆動部材に設けられてこの駆動歯車と噛合する被駆動歯車の凹凸とする。
【００２５】
この様に構成した場合も、前述の請求項３や請求項４に記載した構造と同様に、面倒な加工や組み付け作業を必要とする事なく、第一ディスク（外側ディスク）の回転速度を正確に検出できる。しかも、トロイダル型無段変速機は、制御弁や押圧装置等の圧油を必要とする部分に圧油を送り込む為の油圧ポンプを駆動する為に、この油圧ポンプの被駆動軸と入力軸とをそれぞれ歯車を介して接続する必要がある。そして、この様な被駆動軸又は入力軸に設けた歯車の凹凸を、回転検出の為の被検出部とした場合には、他の部分に外側ディスクの回転速度を検出する為の被検出部を設ける必要がなくなり、更なる加工作業の簡略化、製造コストの低減を図れる。
【００２６】
又、請求項６に記載した本発明の無段変速装置を実施する場合に好ましくは、請求項７に記載した様に、トロイダル型無段変速機と差動ユニットとをクラッチ装置を介して接続すると共に、このクラッチ装置の断接に基づき動力の伝達状態を切り換え自在とする。又、請求項８に記載した様に、トロイダル型無段変速機の変速比を調節して差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在とする。
この様に構成する場合、トロイダル型無段変速機の変速比を厳密に制御する為に、上記外側ディスクの回転速度を正確に検出する必要性が高くなる。従って、上述の様な構造で本発明を実施する事の意味が大きくなる。
【実施例１】
【００２７】
図１は、請求項１、２、３、６、７、８に対応する、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、面倒な加工や組み付け作業等を必要とする事なく、それぞれが第一ディスクであり外側ディスクである、１対の入力側ディスク９ａ、９ｂ（図６参照）の回転速度を正確に検出する点にある。これら各入力側ディスク９ａ、９ｂを組み込んだトロイダル型無段変速機１の構造、更にはこのトロイダル型無段変速機１を組み込んだ無段変速装置の構造は、例えば前述の図６〜７に記載された従来構造と同様であるから、図示並びに詳しい説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。  
【００２８】
本実施例の場合も、上記図６〜７に示した従来構造と同様に、１対の入力側ディスク９ａ、９ｂのうちの一方（図６の右方）の入力側ディスク９ｂと回転軸６とを、差動ユニットである第一、第二遊星歯車式変速機２、３（図６参照）を構成する第一キャリア２０ａを介して結合している。即ち、図１に詳示する上記第一キャリア２０ａを、上記回転軸６の先端部（図６の右端部）と上記一方の入力側ディスク９ｂとの間に掛け渡す状態で設ける。この第一キャリア２０ａは、中間支持板３３と第一、第二両連結板３４、３５とを備え、これら中間支持板３３と第一、第二両連結板３４、３５とをそれぞれ連結部５５、５５により互いに連結した、一体構造としている。又、これら中間支持板３３と第一、第二両連結板３４、３５との間に、それぞれ複数本ずつ（図示の例の場合は３本ずつ）の遊星軸３６、３７（図６参照）を、上記第一、第二両連結板３４、３５同士の間に複数本（図示の例の場合は３本）の遊星軸３８（図６参照）を、それぞれ掛け渡している。又、これら各遊星軸３６〜３８の周囲には、各遊星歯車２１、２２、２３（図６参照）を回転自在に支持している。
【００２９】
又、上記中間支持板３９の中心に設けた円筒部５６を、上記回転軸６の中間部先端寄り部分にスプライン係合自在としている。そして、これら円筒部５６と回転軸６とをスプライン係合させた状態でこの円筒部５６を、ローディングナット３９（図６参照）により抑え付ける事で、上記第一キャリア２０ａを上記回転軸６に、回転力を伝達可能に（同期した回転を自在に）結合している。又、上記第一キャリア２０ａの外周面のうち、組み付け状態で第一リング歯車２４（図６参照）と径方向に重畳しない部分、即ち、上記第一キャリア２０ａを構成する第一連結板３４の外周面に、上記第一キャリア２０ａの回転を検出する為の被検出部４３を設置している。
【００３０】
本実施例の場合、この被検出部４３を、凹部４０、４０と凸部４１、４１とを円周方向に亙って交互に設けた凹凸部４２としている。即ち、上記第一連結板３４の外周面の円周方向等間隔複数個所（本例の場合１６個所）に、この外周面から径方向に凹入する状態で凹部４０、４０（径方向に突出する状態で凸部４１、４１）を直接形成する事により、上記被検出部４３となる上記凹凸部４２を構成している。この様な凹凸部４２には、上記第一キャリア２０ａを無段変速装置に組み付けた状態で、ケーシング１５（図６参照）等の固定の部分に支持した１乃至複数の図示しない回転センサの検出部を近接対向させる。この様な回転センサとしては、磁気式、静電容量式、或いは渦電流式のもの等を採用できる。上記第一キャリア２０ａは、炭素鋼等、磁性及び導電性を有する金属製である為、この第一キャリア２０ａを構成する第一連結板３４の外周面の磁気特性、静電容量特性等、各種特性は、上記凹凸部４２の凹凸に基づき、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化する。従って、上記回転センサとして適切な構造のものを選択する事で、上記第一キャリア２０ａ、延いては、この第一キャリア２０ａと同期して回転する上記各入力側ディスク９ａ、９ｂの回転速度を正確に求められる。
【００３１】
尚、本実施例の場合、上記凹凸部４２を、回転検出の為の凹凸としてだけでなく、上記一方の入力側ディスク９ｂと第一キャリア２０ａとで回転力を伝達する為の凹凸としても使用する。この為に、上記一方の入力側ディスク９ｂの外側面（図６の右側面）に、それぞれが円周方向等間隔に離隔した状態で、複数個（例えば４個）の係合凸部４４（図６参照）を設けている。そして、これら各係合凸部４４を、上記第一キャリア２０ａの凹凸部４２のうちでこれら各係合凸部４４と整合する位置に設けた上記各凹部４０、４０に凹凸係合させる事で、上記一方の入力側ディスク９ｂと第一キャリア２０ａとを回転力を伝達可能に結合する。本実施例の場合、上記第一キャリア２０ａの凹凸部４２の凹凸により、上述の様に回転検出を行なう。この為、上記一方の入力側ディスク９ｂの外側面に設ける上記各係合凸部４４の数は、上記第一キャリア２０ａと上記一方の入力側ディスク９ｂとで動力伝達を十分に行なえ、且つ、上記各係合凸部４４と上記凹凸部４２とが係合した状態でも回転検出を必要な精度で行なえる数とする。尚、何れかの凹部４０、４０と係合した上記各係合凸部４４が回転検出の妨げとなるのを防止する為に、これら各係合凸部４４と係合する各凹部４０、４０の径方向深さを大きくし、これら各係合凸部４４をこれら各凹部４０、４０の奥部に係合させる事もできる。
【００３２】
上述の様な本実施例の場合、面倒な加工を必要とする事なく、各入力側ディスク９ａ、９ｂの回転速度を正確に検出できる。即ち、これら入力側ディスク９ａ、９ｂと同期して回転する部材である上記第一キャリア２０ａは、これら各入力側ディスク９ａ、９ｂの様な、各パワーローラ１１、１１（図７参照）と転がり接触して動力を伝達するものではない。この為、上記第一キャリア２０ａの硬度を上記各入力側ディスク９ａ、９ｂ程確保する必要はない。従って、上記第一キャリア２０ａの外周面に回転検出の為の凹凸部４２を形成する作業を容易に行なえる。しかも、この凹凸部４２を形成した上記第一キャリア２０ａは、例えばローディングカム式の押圧装置を構成するカム板やカムローラ保持器等の様な、上記入力側ディスク９ａ、９ｂと相対回転するものではない。この為、上記各入力側ディスク９ａ、９ｂの回転速度、延いては、この回転速度から算出する変速比を常に正確に求める事ができ、トロイダル型無段変速機の変速比制御を厳密に行なえる。
【００３３】
又、本実施例の場合は、前述の様に、回転検出の為の凹凸部４２を、一方の入力側ディスク９ｂと第一キャリア２０ａとを結合する為の凹凸としても使用する。この為、これら一方の入力側ディスク９ｂと第一キャリア２０ａとの係合部と、この入力側ディスク９ｂの回転検出の為のする為の被被検出部とを、別々に造る必要がなくなり、更なる加工作業の簡略化、製造コストの低減を図れる。
【００３４】
又、上記第一キャリア２０ａは、運転時に軸方向に変位する量が少ない。即ち、この第一キャリア２０ａの運転時の軸方向変位量は、この第一キャリア２０ａ側の入力側ディスク９ｂ、各パワーローラ１１、１１の弾性変形に伴う分となる。これに対して、例えば後述する図２〜４並びに前述の図６に示す様な押圧装置のシリンダ４６の軸方向変位量は、各入力側ディスク９ａ、９ｂ、各パワーローラ１１、１１の弾性変形に伴う分の他、回転軸６の伸びも加わる為、上記第一キャリア２０ａの軸方向変位量に比べて大きくなる。本実施例の様に、軸方向変位量の少ない上記第一キャリア２０ａに被検出部４３である凹凸部４２を設けた場合には、この凹凸部４２と回転センサとの軸方向に関するずれ量も少なく済む。この為、この凹凸部４２の軸方向に関する幅寸法が限られていても、回転精度を確保し易くできる。
【００３５】
尚、図示は省略するが、上記第一キャリア（を構成する第一連結板）の外周面に、有底の円孔を円周方向等間隔複数個所に形成する事により、被検出部となる凹凸部を構成する事もできる。この場合には、上記各円孔が各凹部となり、上記外周面のうちで隣り合う円孔同士の間部分が各凸部となる。又、上記被検出部４３を、上述の様な凹凸部４２に代えて、永久磁石のＮ極とＳ極とを円周方向に交互に配置した環状の永久磁石を外嵌する事により、上記第一キャリアの一部外周面の磁気特性を、円周方向に亙って交互に且つ等間隔に変化させても良い。
【００３６】
又、例えば特願２００４−５０９５８号等に開示されている様な、小径部と大径部とを円周方向に交互に連続する状態で配置した波型のエンコーダ、或いは従来から知られている各種エンコーダ等、磁気特性を円周方向に亙って交互に且つ等間隔に変化させたものであれば、何れも採用できる。そして、この様な構造を採用する場合には、この様なエンコーダ又はこのエンコーダを設けた環状部材を、上記第一キャリア２０ａを構成する第一連結板３４の外周面に締り嵌め、接着、溶接等により外嵌固定する。この様にエンコーダや環状部材を上記第一キャリア２０ａに嵌合固定する場合には、この様なエンコーダや環状部材を入力側ディスク９ａ、９ｂの外周面に嵌合固定する場合の様な、トラクション面の保護を講じる必要はない。この為、これら環状部材やエンコーダの組み付け作業を容易に行なえる。
【実施例２】
【００３７】
図２は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合も、前述の図６〜７に示した従来構造と同様に、油圧の送り込みに伴って他方の入力側ディスク９ａを一方の入力側ディスク９ｂに向けて押圧する、ダブルピストン型の油圧式の押圧装置４５を備える。そして、この押圧装置４５の構成部材のうちで、回転軸６の基端寄り部分（図２、図６の左端寄り部分）に締り嵌めで結合固定する事により、この回転軸６と同期した回転を自在に設けられたシリンダ４６の外周面に、このシリンダ４６の回転を検出する為の被検出部４３ａを設置している。本実施例の場合、この被検出部４３ａを、凹部４０ａ、４０ａと凸部４１ａ、４１ａとを円周方向に亙って交互に且つ等間隔で設けた凹凸部４２ａとしている。即ち、上記シリンダ４６の外周面の開口側半部に、この外周面から径方向に凹入する状態で複数個の凹部４０、４０を直接形成する事により、上記被検出部４３ａとなる上記凹凸部４２ａを構成している。
【００３８】
この様な本実施例の場合も、前述の実施例１と同様に、面倒な加工を必要とする事なく、各入力側ディスク９ａ、９ｂの回転速度を正確に検出できる。しかも、上記押圧装置４５を構成する上記シリンダ４６は、油圧室４７（図６参照）を構成する為に軸方向寸法が或る程度大きくなる。この為、この様に軸方向寸法が大きくなる分、上記被検出部４３ａの軸方向寸法を確保し易く、設置位置の自由度も高くできる。
その他の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例３】
【００３９】
図３〜４は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合も、上述した実施例２と同様に、押圧装置４５（図６参照）を構成するシリンダ４６の外周面に、このシリンダ４６の回転を検出する為の被検出部４３ｂを設置している。但し、前述の実施例２の場合が、被検出部４３ａとなる凹凸部４２ａを上記シリンダ４６の外周面に直接形成しているのに対し、本実施例の場合は、上記被検出部４３ｂとなる凹凸部４２ｂを、円環状の部材である環状部材４８の外周面に形成している。即ち、本実施例の場合は、上記環状部材４８の外周面に上記凹凸部４３ｂを構成する凹部４０ｂ、４０ｂと凸部４１ｂ、４１ｂとを円周方向に亙って交互に設けている。そして、この様な環状部材４８を上記シリンダ４６の外周面に、図４に示す状態から図３に示す状態に、締り嵌め、接着、溶接等により嵌合固定する事で、これら環状部材４８とシリンダ４６とを一体に結合している。
【００４０】
この様な本実施例の場合も、前述した実施例１、２と同様に、面倒な加工や組み付け作業を必要とする事なく、各入力側ディスク９ａ、９ｂ（図６参照）の回転速度を正確に検出できる。即ち、上記環状部材４８を上記シリンダ４６に嵌合固定する作業は、トラクション面の保護を講じる事なく行なえる。この為、この作業を容易に行なえる。しかも、本実施例の場合は、上記凹凸部４３ｂを設けた上記環状部材４８を上記シリンダ４６に外嵌する事により、上記押圧装置４５の油漏れを防止できる。即ち、この押圧装置４５の油圧室４７の油圧が上昇｛押圧装置４５のピストン４９（図６参照）の径の大きさでも異なるが、０．４〜０．８ＭＰ程度に上昇｝した場合に、この油圧に基づき上記シリンダ４６の開口縁が拡径する傾向となっても、上記環状部材４８がこの拡径を抑える。この為、この様な拡径に基づくシリンダ４６の内周面とピストン４９の外周面との摺接部で油が漏れる事を抑えられて、この油漏れに基づく上記押圧装置４５の押圧力の低下を防止できる。この結果、転がり接触部で滑りが生じる事を防止できる他、上記押圧装置４５に圧油を導入する為の油圧ポンプの小型化を図れ、伝達効率の低下も防止できる。
その他の構成及び作用は、前述した実施例１、２と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例４】
【００４１】
図５は、請求項１、２、５に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合は、入力軸５の中間部外周面に固設した駆動歯車５０の凹凸を、回転検出の為の被検出部４３ｂとしている。即ち、前述の図６に示した様に、無段変速装置を構成するケーシング１５（図６参照）のうちで、エンジンを設けた側（図６の左側）の開口部を塞ぐ塞ぎ部材５１は、上記入力軸５を回転自在に支持する他、図５に詳示する様に、この入力軸５の回転に基づき駆動される、歯車ポンプ等の油圧ポンプ５２を内蔵している。この油圧ポンプ５２は、トロイダル型無段変速機１の変速比制御弁や押圧装置４５（図６参照）等の圧油を必要とする部分に圧油を送り込む為のものである。そして、この油圧ポンプ５２を上記入力軸５により回転駆動する為に、この入力軸５に上記駆動歯車５０を固設する（入力軸５と一体に形成しても、この入力軸５と別体としても良い）と共に、上記油圧ポンプ５２の被駆動軸５３に被駆動歯車５４を固設し、これら駆動歯車５０と被駆動歯車５４とを噛合させている。本実施例の場合、これら各歯車５０、５４のうちの駆動歯車５０の外周面（歯面）に回転センサを近接対向させる事により、この駆動歯車５０、延いては、入力軸５、この入力軸５と同期して回転する各入力側ディスク９ａ、９ｂ（図６参照）の回転速度を検出自在としている。尚、上記駆動歯車５０に代えて、上記被駆動歯車５４の回転を検出しても良い。これら駆動歯車５０と被駆動歯車５４とのうちで、運転時に軸方向変位量の小さい歯車の回転を検出する事が、回転速度検出の安定性確保の面からは好ましい。
【００４２】
この様な本実施例の場合も、前述の実施例１〜３と同様に、面倒な加工や組み付け作業を必要とする事なく、上記入力側ディスク９ａ、９ｂの回転速度を正確に検出できる。しかも、上記トロイダル型無段変速機１は、上述の様に、変速比制御弁や押圧装置４５等の圧油を必要とする部分に圧油を送り込む為の油圧ポンプ５２を駆動すべく、この油圧ポンプ５２の被駆動軸５３と入力軸５とをそれぞれ歯車５０、５４を介して接続する必要がある。そして、この様な歯車５０、５４の凹凸を、回転検出の為の被検出部４３ｂとした本実施例の場合には、他の部分に各入力側ディスク９ａ、９ｂの回転速度を検出する為の被検出部を設ける必要がなくなり、更なる加工作業の簡略化、製造コストの低減を図れる。  その他の構成及び作用は、前述した実施例１〜３と同様であるから、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、トロイダル型無段変速機の種類が、ダブルキャビティ型であるかシングルキャビティ型であるかを問わず、更にはハーフトロイダル型であるかフルトロイダル型であるかを問わず、実施できる。又、回転速度を検出する為の回転センサや被検出部等の構成も、従来から知られているものも含め、各種構成を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１を示す要部斜視図。
【図２】同実施例２を示す要部斜視図。
【図３】同実施例３を示す要部斜視図。
【図４】シリンダと環状部材とを組み付ける前の状態を示す、図３と同様の斜視図。
【図５】本発明の実施例４を、図６の背面後方（紙面の裏側右方）から見た状態で示す要部斜視図。
【図６】従来から知られているトロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の１例を示す断面図。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１    トロイダル型無段変速機
２    第一遊星歯車式変速機
３    第二遊星歯車式変速機
４    第三遊星歯車式変速機
５    入力軸
６    回転軸
７    伝達軸
８    出力軸
９ａ、９ｂ  入力側ディスク
１０    出力側ディスク
１１    パワーローラ
１２    トラニオン
１３    枢軸
１４ａ、１４ｂ  支持板
１５    ケーシング
１６ａ、１６ｂ  支持ポスト
１７    玉軸受
１８    中空回転軸
１９    第一太陽歯車
２０、２０ａ  第一キャリア
２１    遊星歯車
２２    遊星歯車
２３    遊星歯車
２４    第一リング歯車
２５    第二太陽歯車
２６    第二キャリア
２７    低速用クラッチ
２８    第三太陽歯車
２９    第二リング歯車
３０    高速用クラッチ
３１    遊星歯車
３２    遊星歯車
３３    中間支持板
３４    第一連結板
３５    第二連結板
３６    遊星軸
３７    遊星軸
３８    遊星軸
３９    ローディングナット
４０、４０ａ、４０ｂ  凹部
４１、４１ａ、４１ｂ  凸部
４２、４２ａ、４２ｂ  凹凸部
４３、４３ａ、４３ｂ  被検出部
４４    係合凸部
４５    押圧装置
４６    シリンダ
４７    油圧室
４８    環状部材
４９    ピストン
５０    駆動歯車
５１    塞ぎ部材
５２    油圧ポンプ
５３    被駆動軸
５４    被駆動歯車
５５    連結部
５６    円筒部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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